Academic Bibliography

 Search 200 years of publications by Ghent University researchers.
Advanced search
1 file | 16.56 MB
Add to list
  1. Search results
  2. Salt crystallization in lime-based mo...

Salt crystallization in lime-based mortars: multi-scale mechanisms and long-term performance

Dulce Elizabeth Valdez Madrid (UGent)
(2025)
Author
Promoter
(UGent) and (UGent)
Organization
Project
Abstract
Zoutkristallisatie is een van de meest destructieve aantastingsmechanismen in poreuze bouwmaterialen, maar de prestaties van kalkmortels onder dergelijke belasting zijn nog onvoldoende onderzocht. Dit proefschrift onderzoekt het microstructurele gedrag en de duurzaamheid van kalkmortels blootgesteld aan natriumchloride en natriumsulfaat, met nadruk op variaties in samenstelling door additieven en gerecyclede materialen. Met behulp van complementaire analytische methoden toonde het onderzoek aan dat gedeeltelijke vervanging van kalk door cement de sterkte verhoogt, maar de porositeit en het ademend vermogen vermindert, wat leidt tot een grotere gevoeligheid voor zoutschade. Verschillende evaluatiemethoden werden vergeleken om hun geschiktheid voor het bestuderen van kalkmortels te beoordelen. Een aangepast RILEM-protocol bleek de schadepatronen in kalkmortels realistischer te reproduceren. Gemengde functionele additieven op basis van fosfonaat en polyacrylaat verbeterden de sterkte en carbonatatie en veranderden de dynamiek van de zoutkristallisatie, waardoor de schade bij hogere doseringen werd verminderd. Gerecycleerde granulaten, zinkoxide en additieven op basis van bacteriën leverden gemengde resultaten op, wat de afwegingen tussen mechanische sterkte, duurzaamheid en milieuvriendelijkheid onderstreept. Over het geheel genomen draagt dit werk bij aan een beter begrip van de mechanismen van zoutschade in kalkmortels en ondersteunt het de ontwikkeling van geoptimaliseerde, compatibele en milieuvriendelijke formuleringen voor zowel monumentenzorg als moderne bouw.
Salt crystallization is one of the most destructive degradation mechanisms in porous building materials, but the performance of lime mortars under such loads has not yet been sufficiently investigated. This dissertation examines the microstructural behavior and durability of lime mortars exposed to sodium chloride and sodium sulfate, focusing on compositional variations due to additives and recycled materials. Using complementary analytical methods, the research demonstrated that partially replacing lime with cement increases strength but reduces porosity and breathability, leading to greater susceptibility to salt damage. Various evaluation methods were compared to assess their suitability for studying lime mortars. A modified RILEM protocol proved to reproduce the damage patterns in lime mortars more realistically. Mixed functional additives based on phosphonate and polyacrylate improved strength and carbonation and altered the dynamics of salt crystallization, reducing damage at higher dosages. Recycled aggregates, zinc oxide, and bacterial additives yielded mixed results, highlighting the trade-offs between mechanical strength, durability, and environmental friendliness. Overall, this work contributes to a better understanding of the mechanisms of salt damage in lime mortars and supports the development of optimized, compatible, and environmentally friendly formulations for both historic preservation and modern construction.
Keywords
Lime-based mortars, Salt crystallization, Characterization, Durability

Downloads

  • Download
    (...).pdf
    • full text (Published version)
    • |
    • UGent only (changes to open access on 2027-10-24)
    • |
    • PDF
    • |
    • 16.56 MB

Citation

Please use this url to cite or link to this publication:

MLA
Valdez Madrid, Dulce Elizabeth. Salt Crystallization in Lime-Based Mortars: Multi-Scale Mechanisms and Long-Term Performance. Ghent University. Faculty of Sciences, 2025.
APA
Valdez Madrid, D. E. (2025). Salt crystallization in lime-based mortars: multi-scale mechanisms and long-term performance. Ghent University. Faculty of Sciences, Ghent, Belgium.
Chicago author-date
Valdez Madrid, Dulce Elizabeth. 2025. “Salt Crystallization in Lime-Based Mortars: Multi-Scale Mechanisms and Long-Term Performance.” Ghent, Belgium: Ghent University. Faculty of Sciences.
Chicago author-date (all authors)
Valdez Madrid, Dulce Elizabeth. 2025. “Salt Crystallization in Lime-Based Mortars: Multi-Scale Mechanisms and Long-Term Performance.” Ghent, Belgium: Ghent University. Faculty of Sciences.
Vancouver
1.
Valdez Madrid DE. Salt crystallization in lime-based mortars: multi-scale mechanisms and long-term performance. [Ghent, Belgium]: Ghent University. Faculty of Sciences; 2025.
IEEE
[1]
D. E. Valdez Madrid, “Salt crystallization in lime-based mortars: multi-scale mechanisms and long-term performance,” Ghent University. Faculty of Sciences, Ghent, Belgium, 2025.
@phdthesis{01K8KQXKW5DCJMXH4VPST25AYW,
  abstract     = {{Zoutkristallisatie is een van de meest destructieve aantastingsmechanismen in poreuze bouwmaterialen, maar de prestaties van kalkmortels onder dergelijke belasting zijn nog onvoldoende onderzocht. Dit proefschrift onderzoekt het microstructurele gedrag en de duurzaamheid van kalkmortels blootgesteld aan natriumchloride en natriumsulfaat, met nadruk op variaties in samenstelling door additieven en gerecyclede materialen.
Met behulp van complementaire analytische methoden toonde het onderzoek aan dat gedeeltelijke vervanging van kalk door cement de sterkte verhoogt, maar de porositeit en het ademend vermogen vermindert, wat leidt tot een grotere gevoeligheid voor zoutschade. Verschillende evaluatiemethoden werden vergeleken om hun geschiktheid voor het bestuderen van kalkmortels te beoordelen. Een aangepast RILEM-protocol bleek de schadepatronen in kalkmortels realistischer te reproduceren. 
Gemengde functionele additieven op basis van fosfonaat en polyacrylaat verbeterden de sterkte en carbonatatie en veranderden de dynamiek van de zoutkristallisatie, waardoor de schade bij hogere doseringen werd verminderd. Gerecycleerde granulaten, zinkoxide en additieven op basis van bacteriën leverden gemengde resultaten op, wat de afwegingen tussen mechanische sterkte, duurzaamheid en milieuvriendelijkheid onderstreept.
Over het geheel genomen draagt dit werk bij aan een beter begrip van de mechanismen van zoutschade in kalkmortels en ondersteunt het de ontwikkeling van geoptimaliseerde, compatibele en milieuvriendelijke formuleringen voor zowel monumentenzorg als moderne bouw.}},
  author       = {{Valdez Madrid, Dulce Elizabeth}},
  keywords     = {{Lime-based mortars,Salt crystallization,Characterization,Durability}},
  language     = {{eng}},
  pages        = {{XXXV, 231}},
  publisher    = {{Ghent University. Faculty of Sciences}},
  school       = {{Ghent University}},
  title        = {{Salt crystallization in lime-based mortars: multi-scale mechanisms and long-term performance}},
  year         = {{2025}},
}